[发明专利]绝缘陶瓷涂层-金属电火花加工的参数自调整脉冲电源

说明书

本发明公开了一种绝缘陶瓷涂层‑金属电火花加工的参数自调整脉冲电源，所述参数自调整脉冲电源包括主控模块、间隙采样模块和功率放大模块，主控模块包括串口接收模块、参数调整信号输出模块、参数转换模块、脉冲发生模块、放电状态识别模块、放电状态统计模块和材料种类识别模块；间隙采样模块由间隙采样电路构成；所述功率放大模块由驱动和保护电路、功率放大回路构成。本发明利用优选的加工参数，通过制定的参数调整策略和输入的材料类型检测信号，实现电火花加工过程中针对绝缘陶瓷材料和金属材料类型进行参数实时调整，实现绝缘陶瓷涂层‑金属的每层材料均采用其最优的加工参数进行电火花加工，提高绝缘陶瓷涂层‑金属的电火花加工质量。

技术领域

本发明属于电火花加工技术领域，涉及一种绝缘陶瓷涂层-金属电火花加工的参数自调整脉冲电源。

背景技术

绝缘陶瓷涂层具有良好的隔热效果，可有效提高金属工件的工作温度，广泛应用于航空发动机领域。然而，绝缘陶瓷涂层-金属是多层结构材料，顶层的绝缘陶瓷涂层属于绝缘脆性材料，目前绝缘陶瓷涂层-金属的加工仍然存在加工质量差的问题。电火花加工是通过工具电极与工件之间的脉冲放电，利用电腐蚀现象来去除工件材料，加工过程中宏观作用力小，可加工绝缘陶瓷、高温合金、钛合金等难加工材料。但对于具有绝缘陶瓷涂层的工件，由于加工表面的绝缘性，传统的电火花加工方法无法进行加工。旋转电极内冲液辅助电极电火花加工方法可以实现热障涂层高温合金材料上小孔的一次加工成形，然而绝缘陶瓷涂层和高温合金基体具有不同的热物理性能，相同加工参数条件下两种材料具有不同的加工孔的尺寸和加工表面形貌。为了提高热障涂层高温合金小孔的加工质量，需要在加工过程中根据材料类型的改变实时转换加工参数。因此，需要研制一种针对绝缘陶瓷涂层金属电火花加工的参数自调整脉冲电源，实现加工过程中根据当前加工的材料类型实时转换加工参数，实现绝缘陶瓷涂层-金属的高质量电火花加工。

发明内容

为了解决同一参数电火花加工绝缘陶瓷涂层-金属多层结构材料时，不同材料层具有不同的加工孔的尺寸和加工表面形貌的问题，本发明提供了一种绝缘陶瓷涂层-金属电火花加工的参数自调整脉冲电源，实现电火花加工过程中，放电参数针对材料类型实时调整。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种绝缘陶瓷涂层-金属电火花加工的参数自调整脉冲电源，包括基于可编程逻辑器件的主控模块、间隙采样模块和功率放大模块三部分，其中：

所述主控模块包括串口接收模块、参数调整信号输出模块、参数转换模块、脉冲发生模块、放电状态识别模块、放电状态统计模块和材料种类识别模块；

所述串口接收模块用于接收上位机发送的绝缘陶瓷和金属加工所需的放电参数串行数据，将其按照相应的逻辑结构转换成放电参数并行数据发送给参数转换模块；

所述参数调整信号输出模块用于根据脉冲电源的参数转换策略和材料类型检测信号向参数转换模块输出参数调整信号；

所述参数转换模块用于根据参数调整信号，将绝缘陶瓷和金属加工所需的放电参数输出到脉冲发生模块；

所述脉冲发生模块用于根据参数转换模块输入的放电参数，输出相应的放电波形至功率放大模块；

所述放电状态识别模块用于根据间隙采样模块输入的放电间隙电压信号和电流信号，对放电间隙中陶瓷和金属不同放电状态进行检测，并将检测结果输出至放电状态统计模块；

所述放电状态统计模块用于根据放电状态识别模块输入的检测结果对陶瓷和金属火花放电状态进行实时统计，并将统计结果输出至材料种类识别模块和参数调整信号输出模块；

所述材料种类识别模块用于根据放电状态统计模块输入的统计结果实现材料种类的识别，并将材料类型检测信号输出到串口接收模块和参数调整信号输出模块；